Comment 茅voluent les grandes excavatrices ?

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Dans l'industrie des machines de construction, peu de 芦 petits fr猫res et s艙urs 禄 re莽oivent autant d'attention que les mini-pelles mais, comme le rapporte Mitchell Keller , l'innovation abonde dans les mod猫les moyens et grands.

Les pelles compactes se vendent mieux que leurs homologues plus grandes (par une marge importante), et ce depuis des ann茅es ; en 2023, 365 000 mini-pelles ont 茅t茅 vendues dans le monde pour une valeur de plus de 12,5 milliards de dollars am茅ricains, selon le cabinet de conseil en construction Off-Highway Research (OHR).

OHR estime que les ventes de mini-pelles hydrauliques en Am茅rique du Nord ont augment茅 de 133 % entre 2014 et 2023, tandis que la gamme de 6 脿 12 tonnes repr茅sentait environ 33 % de la part de march茅 r茅gionale en 2023 (contre seulement 2,6 % il y a dix ans). Les taux de croissance des ventes sont similaires sur d'autres grands march茅s d'茅quipements de construction comme la Chine et l'Europe.

Ces donn茅es sont impressionnantes, mais pourquoi les petites machines devraient-elles 锚tre les seules 脿 recevoir autant d'attention ? Si les machines de taille moyenne et de grande taille ne d茅placent pas autant d'unit茅s, les excavatrices de plus gros tonnage continuent de se moderniser au m锚me rythme que le reste de l'industrie. Et, avec le volume mondial des m茅gaprojets en hausse, la demande pour ces machines ne va pas diminuer.

Plus c'est gros, mieux c'est

Les Mini 茅voluent dans des environnements urbains et des espaces confin茅s, ce qui explique leur popularit茅 ces derni猫res ann茅es, alors que les grandes m茅tropoles investissent des sommes historiques dans le logement et les infrastructures.

Excavatrice JCB 370X La pelle 370X de JCB est la plus grande pelle sur chenilles de la s茅rie X (Image : JCB)

Mais les excavatrices midi et maxi (10 tonnes et plus) brillent dans les environnements les plus difficiles du monde ; les applications id茅ales pour les excavatrices de 10 tonnes et plus comprennent les sites 茅loign茅s, les mines, les carri猫res et les r茅gions o霉 le climat et les temp茅ratures atteignent des extr锚mes.

C'est pr茅cis茅ment ce que le constructeur britannique JCB avait 脿 l'esprit lors du d茅veloppement de sa pelle 370X, qui a 茅t茅 lanc茅e cette ann茅e. JCB, l'un des fabricants de pelles les plus connus sur le march茅 europ茅en, a d茅clar茅 que sa nouvelle machine 茅tait sa plus grande pelle sur chenilles de la s茅rie X 脿 ce jour - elle a lanc茅 la gamme de la s茅rie X en 2018.

Il p猫se jusqu'脿 40 tonnes et est 茅quip茅 d'un moteur diesel Cummins L9 脿 six cylindres de 8,9 litres d茅veloppant jusqu'脿 240 kW ou 322 ch 脿 1 700 tr/min. Son syst猫me hydraulique utilise des pompes Kawasaki et un bloc de soupapes KYB de nouvelle g茅n茅ration.

JCB a soulign茅 que la m茅t茅o 茅tait un 茅l茅ment essentiel pris en compte lors du d茅veloppement de la machine. 芦 La 370X est con莽ue pour fonctionner dans les environnements les plus difficiles et a 茅t茅 rigoureusement test茅e pour fonctionner de mani猫re optimale, quel que soit le climat 禄, explique l'entreprise.

Il est 茅galement dot茅 d'un contrepoids plus lourd pour une stabilit茅 accrue, de structures plus grandes pour faire face 脿 des forces suppl茅mentaires, de diam猫tres de tuyauterie de service accrus et de pressions hydrauliques accrues pour plus de puissance 脿 l'extr茅mit茅 du creusement.

La taille du 370X se traduit 茅galement par une productivit茅 accrue : selon les tests de JCB, le 370X peut d茅placer 4,5 tonnes de mat茅riaux de plus par litre de carburant et 86 tonnes de mat茅riaux de plus par heure que ses concurrents. Le diam猫tre du godet de l'unit茅 a 茅galement 茅t茅 augment茅 jusqu'脿 100 mm avec un accessoire, ce qui pourrait 茅galement 锚tre b茅n茅fique pour les travaux de d茅molition plus importants.

Augmenter la productivit茅

Les machines 茅lectriques gagnent 茅galement en taille et p茅n猫trent de nouveaux march茅s. Volvo Construction Equipment (Volco CE), une soci茅t茅 bas茅e en Su猫de, a lanc茅 sa pelle 茅lectrique EC230 au Japon en mai, apr猫s l'avoir commercialis茅e en Am茅rique du Nord et en Europe.

Excavateur 茅lectrique EC230 Lanc茅e au Japon apr猫s des lancements en Am茅rique du Nord et en Europe, la pelle 茅lectrique EC230 r茅pond 脿 la demande croissante de solutions respectueuses de l'environnement en Asie

Volvo CE estime que l'EC230 est d茅sormais la 芦 plus grande pelle 茅lectrique disponible au Japon 禄. Le lancement commercial dans le pays 茅tait strat茅gique, a d茅clar茅 Shoji Isamu, responsable du march茅 japonais chez Volvo CE, en 茅voquant les facteurs moteurs du march茅 des pelles midi 茅lectriques.

芦 Il existe un int茅r锚t consid茅rable de la part des clients japonais pour les machines de construction 茅lectriques qui produisent z茅ro 茅mission 禄, dit-il, notant que les concessionnaires et les utilisateurs finaux ont besoin 芦 d'options durables qui r茅pondent aux besoins du march茅 japonais 禄.

Initialement, cinq EC230 ont 茅t茅 livr茅s pour le march茅 de la location, deux 茅tant d茅j脿 pr茅vus pour 锚tre utilis茅s d猫s le lancement et un sixi猫me devant 锚tre command茅 pour un 芦 grand entrepreneur 禄 travaillant sur plusieurs projets.

Et parmi les plus grandes des grandes excavatrices se trouve l'excavatrice mini猫re hydraulique PC9000 de Komatsu pour les applications de surface.

D茅velopp茅 par Komatsu Germany Mining Division (KGM) et SMS Equipment (une filiale de Sumitomo Corporation bas茅e au Japon), Komatsu a d茅clar茅 脿 propos du nouveau mod猫le : 芦 Le PC9000 est con莽u pour augmenter la productivit茅, les performances et l'efficacit茅 sur le site minier. Il est optimis茅 pour s'adapter aux tailles de camions miniers 830E 脿 980E de Komatsu, am茅liorant les temps de cycle et r茅duisant le co没t global par tonne de mat茅riau d茅plac茅. 禄

La premi猫re machine a 茅t茅 livr茅e 脿 la mine de boues de sable bitumineux de Fort Hills en Alberta, au Canada, une exploitation de Suncor, avec 23 des 980 camions de Komatsu. L'entreprise 茅nerg茅tique canadienne Suncor a d茅clar茅 que le site extrait 194 000 barils de mat茅riaux par jour et a une esp茅rance de vie jusqu'en 2068.

Le gigantesque PC9000 de Komatsu comprend un godet plus grand et des forces de creusement 茅lev茅es, install茅es pour am茅liorer l'efficacit茅 et les temps de cycle.

Mise au point de la technologie et de la puissance

Les fonctionnalit茅s autonomes telles que l鈥檃ssistance au classement, les nouvelles technologies de d茅tection et de cam茅ra et la t茅l茅matique sont d茅j脿 devenues la norme pour la plupart des machines nouvellement commercialis茅es.

Dans les ann茅es 脿 venir, le perfectionnement des syst猫mes de contr么le 茅lectrohydraulique, les fonctions d'automatisation et l'introduction de davantage de possibilit茅s de fonctionnement 脿 distance constitueront les prochaines avanc茅es pour les excavatrices de construction.

Le syst猫me de commande 脿 distance Cat Command de Caterpillar est un exemple de la mani猫re dont la technologie peut permettre aux op茅rateurs de sortir de la cabine et de continuer leur travail, ce qui pourrait 锚tre particuli猫rement b茅n茅fique lors de travaux de creusement autour de services publics ou d'infrastructures souterraines.

L'entreprise a pr茅sent茅 une excavatrice 脿 distance au centre de formation et de recherche Caterpillar d'Edwards, dans l'Illinois, aux 脡tats-Unis, lors des journ茅es annuelles de technologie et de construction de l'entreprise.

Une excavatrice Caterpillar 308 sous contr么le 脿 distance Une excavatrice Caterpillar 308 en fonctionnement 脿 distance dans l'usine du constructeur dans l'Illinois, aux 脡tats-Unis. Le voyant bleu est un dispositif de s茅curit茅 indiquant que la machine est command茅e 脿 distance (Photo : Mitchell Keller)

芦 C'est super simple 禄, explique l'op茅rateur lors d'une d茅monstration en int茅rieur chez Edwards, debout avec un 芦 bo卯tier ventral 禄 Cat Command autour du cou. C'est l'appareil qu'il utilise pour contr么ler une excavatrice Cat 308, qui se trouve 脿 environ 10 m devant lui.

芦 Lorsque je passerai en mode creusement, ce sera exactement comme si j'茅tais dans la cabine 禄, ajoute-t-il. 芦 La main droite sera mon godet et ma fl猫che, et ma main gauche sera mon oscillation et mon manche鈥� c'est tr猫s familier. 禄

Caterpillar a 茅galement lanc茅 Cat Grade avec 3D pour excavatrices, qui permet aux op茅rateurs de niveler des conceptions complexes sur plusieurs machines 脿 l'aide de la technologie GNSS et du guidage de positionnement RTK (cin茅matique en temps r茅el). Il est compatible avec les principales soci茅t茅s de topographie et de num茅risation telles que Trimble, Topcon et Leica.

Energie alternative

Les innovations technologiques stimulent 茅galement l'industrie des excavatrices et Liebherr ne laisse rien au hasard.

芦 Les technologies de conversion d'茅nergie comprennent un programme complet de moteurs et d'entra卯nements hautement efficaces, dont certains sont d茅velopp茅s et produits par Liebherr lui-m锚me : moteurs 脿 combustion conventionnels, moteurs 脿 combustion 脿 hydrog猫ne, moteurs 茅lectriques, piles 脿 combustible, batteries ou entra卯nements hybrides 禄, explique Marc Wiedemann de Liebherr Kirchdorf 脿 International Construction .

Chaque technologie a ses forces et ses faiblesses, et chacune n茅cessite une infrastructure sp茅cifique, explique-t-il. Cela signifie que chacune est adapt茅e 脿 diff茅rents types d'application.

芦 Dans un avenir proche, il n鈥檈xistera pas de technologie d鈥檈ntra卯nement universelle pour des domaines d鈥檃pplication h茅t茅rog猫nes tels que les engins de chantier et les grues 禄, ajoute Wiedemann.

芦 Au contraire, plus la technologie d鈥檈ntra卯nement, l鈥檃pplication et la r茅gion d鈥檜tilisation sont harmonis茅es avec pr茅cision, plus grande est la contribution 脿 la cr茅ation de valeur pour le client et 脿 la neutralit茅 climatique. 禄

XCMG XCMG est l'un des plus grands 茅quipementiers au monde et produit une large gamme d'excavatrices (Image : XCMG)

Certaines avanc茅es technologiques permettent d'illustrer les besoins de la machine, un 茅l茅ment essentiel pour g茅rer une flotte robuste avec de nombreuses pi猫ces de travail. Chez XCMG, fabricant chinois d'茅quipement d'origine, la pelle hydraulique XE690DK dispose de capacit茅s de surveillance suppl茅mentaires qui, selon l' entreprise, peuvent am茅liorer la s茅curit茅 et l'efficacit茅.

芦 La machine est 茅quip茅e d'un syst猫me de contr么le intelligent de d茅tection de temp茅rature ind茅pendant, qui optimise le contr么le de la temp茅rature du fluide, r茅duit le bruit et am茅liore l'efficacit茅 globale 禄, explique le constructeur. 芦 De plus, le syst猫me de gestion intelligent de la machine, qui int猫gre la technologie IoT et une application mobile pratique, permet de surveiller en temps r茅el l'茅tat de la machine, garantissant ainsi la s茅curit茅 et l'efficacit茅 op茅rationnelles. 禄

Des cabanes dans lesquelles vous pouvez vivre

Le plus grand changement survenu au cours de la derni猫re d茅cennie en ce qui concerne les excavatrices est peut-锚tre leur confort actuel.

Les composants 茅lectrohydrauliques ont r茅duit les exigences physiques de l'op茅rateur sur le joystick, tandis que certaines fonctionnalit茅s autrefois luxueuses comme la climatisation et les si猫ges ergonomiques deviennent la norme chez la plupart des grandes marques.

L鈥檜ne des principales raisons de cette situation est la p茅nurie mondiale de main-d鈥櫯搖vre, notamment parmi les conducteurs de machines lourdes. Alors qu鈥檜ne grande partie de la main-d鈥櫯搖vre part 脿 la retraite, le secteur constate que de moins en moins de membres des jeunes g茅n茅rations s鈥檌nt茅ressent 脿 cette profession.

Jason Hurdis, un professionnel du march茅 mondial chez Caterpillar, explique 脿 International Construction que le confort de la cabine est une priorit茅 absolue pour l'entreprise. En mai, lors d'une d茅monstration en plein air dans les installations de Caterpillar 脿 Edwards, en pleine chaleur estivale, Hurdis admet avoir transpir茅 pendant qu'il racontait la d茅monstration alors que les op茅rateurs 芦 茅taient dans la climatisation 禄 脿 l'int茅rieur des cabines des excavatrices 芦 se moquaient de moi avec mon casque 禄.

Hurdis est cependant dans le coup : il s'agit d'ann茅es de travail pour d茅velopper de nouvelles cabines qui portent leurs fruits, et il accueille favorablement les taquineries des op茅rateurs car cela signifie qu'ils appr茅cient leur travail.

Hurdis ajoute que des changements simples comme l'am茅lioration de l'茅clairage LED et l'acc猫s 脿 la commande radio (pour permettre aux op茅rateurs de jouer leur propre musique) sont petits sur le papier mais 茅normes pour les travailleurs.

芦 L'op茅rateur arrive 脿 6 heures du matin et ne sort pas de la cabine avant 16 ou 17 heures 禄, explique Hurdis. 芦 Plus nous pouvons rendre la cabine confortable (si猫ges inclinables, climatisation, bonne visibilit茅), moins il sera fatigu茅. 禄

Le constructeur chinois LiuGong a d茅clar茅 脿 International Construction qu'il mettait 茅galement l'accent sur la s茅curit茅 et les am茅liorations de la cabine. La cabine de la 925FCR comprend sept nouvelles fonctionnalit茅s disponibles en usine, notamment un essuie-glace parall猫le (pour les sc茅narios 脿 forte poussi猫re), une nacelle inclinable pour faciliter l'acc猫s et la sortie des op茅rateurs, un 茅cran de 10,1 pouces qui offre une visibilit茅 脿 360 degr茅s, des ports de charge USB A et C, un syst猫me audio et une radio am茅lior茅s, des si猫ges am茅lior茅s et des r茅glages hydrauliques.

芦 Le syst猫me 茅lectrohydraulique assure une communication rapide entre les joysticks, les pompes et les valves, ce qui permet un contr么le pr茅cis sur toute la plage de puissance 禄, explique LiuGong. 芦 De plus, LiuGong a d茅sormais ajout茅 la possibilit茅 pour les op茅rateurs de r茅gler les priorit茅s hydrauliques, la r茅ponse hydraulique et la sensibilit茅 des joysticks. 禄

Faire progresser chaque d茅tail

M锚me si le fonctionnement 脿 distance, l'assistance de qualit茅 3D et les syst猫mes 茅lectrohydrauliques peuvent sembler 锚tre une technologie de pointe (et ils le sont), les excavatrices existent depuis longtemps et bon nombre de ces fonctionnalit茅s technologiques majeures existent 茅galement.

M锚me si ces 茅l茅ments ont atteint aujourd'hui un niveau impeccable, Justin Steger, responsable marketing produit pour la division excavatrices de John Deere, affirme que son 茅quipe s'efforce de ne pas n茅gliger certains 茅l茅ments de base.

En faisant r茅f茅rence aux mod猫les d'excavatrices 210 脿 380 de Deere dans sa nouvelle s茅rie P (par rapport 脿 sa pr茅c茅dente s茅rie G), Steger affirme que l'茅quipementier d茅couvre encore des innovations de conception et d'acc猫s qui peuvent am茅liorer la productivit茅 sans puce informatique ni technologie 茅mergente.

John Deere s茅rie P 380 Un op茅rateur semble 脿 l'aise dans la cabine d'une excavatrice John Deere s茅rie P 380 (Image : John Deere)

芦 Nous avons simplifi茅 le graissage des joints en g茅n茅ral, mais plus particuli猫rement celui du joint entre le godet et le joint 脿 rotule 禄, explique Steger. 芦 Nous avons un canal de graissage qui part du centre vers l'ext茅rieur, et l'id茅e est de pouvoir envoyer de la graisse du milieu vers l'ext茅rieur, ce qui va 茅liminer la salet茅 et les d茅bris et 茅liminer toute usure acc茅l茅r茅e des bagues de ce joint. 禄

Steger indique que Deere a 茅galement renforc茅 sa bague de chapeau sup茅rieur d茅j脿 robuste et sa goupille renforc茅e pour le joint entre le b芒ton et le godet.

芦 Entre la bague plus dure, la goupille plus dure et le joint plus 茅tanche, nous constatons une dur茅e de vie deux 脿 trois fois sup茅rieure 脿 celle de la conception pr茅c茅dente de la s茅rie G de ce joint 禄, ajoute Steger.

Des composants aussi simples que des ventilateurs 鈥� pour le refroidissement du moteur, des pi猫ces hydrauliques et 茅lectriques 鈥� ont 茅t茅 repens茅s par Deere, et Steger affirme que les r茅sultats ont inspir茅 des bricolages plus avanc茅s.

芦 Nous avons remplac茅 les ventilateurs hydrauliques de la s茅rie G par des ventilateurs de refroidissement 茅lectroniques 脿 la demande sur la s茅rie P 禄, explique-t-il. 芦 Nous constatons en r茅alit茅 une 茅conomie de carburant d'au moins 7 %, voire plus de 10 %, selon l'application. 禄

Selon Steger, tous ces ajustements se r茅sument 脿 un seul et m锚me souhait : cr茅er de la valeur pour les propri茅taires et les utilisateurs finaux. 芦 Chaque fois que nous pouvons lib茅rer de la puissance, r茅duire la charge du moteur, nous en r茅coltons les fruits, et nos clients en r茅coltent les fruits en termes d鈥櫭ヽonomies de carburant 禄, d茅clare-t-il.

Il faudra peut-锚tre quelques ann茅es avant que les excavatrices de plus grande taille ne fassent un bond de g茅ant en mati猫re de technologie de carburant, mais d'ici l脿, l'industrie semble d茅termin茅e 脿 tirer parti des gains d'efficacit茅 des excavatrices modernes.

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